抽象语法符号ASN.1（Abstract Syntax Notation One）

一、ASN.1 (Abstract Syntax Notation One)

ASN.1包括两部分：数据描述语言(ISO 8824)和数据编码规则(ISO 8825)。ASN.1的数据描述语言允许用户自定义基本的数据类型，并可以通过简

单的数据类型组成更复杂的数据类型。ASN.1 取得成功的一个主要原因是它与几个标准化编码规则相关，如基本编码规则（BER）、规范编码规

则（CER）、可识别编码规则（DER）、压缩编码规则（PER）和 XML编码规则（XER）。

ASN.1中定义的数据类型既有简单的基本数据类型，也有复杂的结构类型。

基本类型是不可再再分的，包括：
- 布尔型（BOOLEAN）
- 整型（INTEGER）
- 实型（REAL）
- 位串类型（BITSTRING）
- 8位位组类型（OCTET STRING）
- 枚举类型（ENUMERATED）
- 空类型（NULL）
- 对象标识符（OBJECT IDENTIFIER）
除基本类型，ASN.1还定义了多种复杂的结构类型，例如：
- SEQUENCE：有序的数据集合（序列），由不同类型的数据组成。SEQUENCE结构强调内部成员的排序
- SEQUENCE OF：有序的数据集合，类似于C语言的数组，由同一类型的数据组成。
- SET：由不同类型的数据组成的集合，用来描述复杂的信息对象，对内部成员的顺序不作要求，类似于C语言的结构体类型
- CHOICE：选择结构，在列出的内部成员中，只能选择其中之一，类似于C语言中的共用体类型

二、基本编码规则BER（Basic Encoding Rules）

BER把复杂的用抽象语法描述的数据结构表示成简单的数据流，从而便于在通信线路上传送。BER以8bit为一个基本传送单位。对于每个所传送的

值，无论是基本类型还是构造类型，都由TLV三个字段组成，TLV分别指类型标识符域（Tag），数据长度域（Length）和数据域（Value）字段。

其中，数据域可以多重嵌套其他数据元素的TLV字段，BER编码的具体格式如下所示

类型标识符域（T）

数据长度域（L）

数据域（V）

Tag占用一个字节，8和7位表示Tag类型，第6位是0表示编码类型是基本类型，第5 ~ 1位是Tag值，各个位表示的意义如下：

bit	取值	表示含义
8 ~ 7	0 0	Universal （简单类型）
	0 1	Application（应用类型）
	1 0	context-specific（上下文类型）
	1 1	private（专用类型）
6	0	原始类型
6	1	构造类型
5 ~ 1		Tag值

数据长度域拥有短形式和长形式两种
1. 短形式的数据长度域只有一个字节，第8位为0，其他低7位给出数据长度。
2. 长形式的数据长度域有 2 ~ 127个字节。第一个字节的的第8位为1，其他低7位给出后面该域使用的字节的数量，从该域的第二个字节开始给出数据的长度
数据域给出了具体的数据值。该域的编码对不同的数据类型不一样

三、压缩编码规则PER（Packet Encoding Rules）

BER带来了大量的冗余信息增加了通信量的开销。对应用而言，编码开销出现在编码格式TLV三个字段的每个部分。PER在BER的基础上，以减

少编码开销为目的而设计的编码规则。

使用PER的一个重要的前提是，用户数据是单个ASN.1类别，且接收方也有一个相同的ASN.1描述。基于此，PER可以抛弃BER按步就班的编码规则，

省略对数据结构的编码，PER编码仍然采用TLV格式，PER编码主要使用了三个减小编码长度的技术

省略类型标识符
省略类型标识符在编码中似乎是一个重在部分，但实际上通常是不必要的，由于网络通信双方都遵循统一的网络协议，因此它们不可以从数据结构中推导出特定元素的类型和标识，就可以在编码中省略类型标识符
长度段的编码更加精简
BER的长度段的编码都是字节，而且BER长度的编码不考虑具体条件，然而PER的长度字段根据编码的类型的不同，有不同的单位。这些单位可以是比特、字节、元素、字符等，这也是PER利用数据结构已知的优势来减少编码量的又一方式；而且根据具体的条件限制，PER的长度段还可以大幅度削减，譬如当数据类型的长度固定时，该数据项的长度可以不编码。
对数字类型的编码更加精简
在对Integer等数字类型进行编码时，BER采取的是直接对数值进行编码；而PER采取的是对数据的偏移值offset进行编码。所谓偏移值就是实际值减去下界的值。例如：Integer(123456789 ... 123456790)，在PER编码中123456790的offset=1，因此PER只需对1进行编码，这样对于那些下界类型很大的整数，可以节省大量字节，且编码本身非常简洁。

参考
ASN.1/BER/DER 编码子集入门指南